Главная / 6 Общие сведения о локомотивах и тяге поездов / 6.8 Сопротивление движению поезда
Навигация
Форум
Главная
Карта сайта
Реклама на железнодорожных сайтах!


Здесь, и на двадцати других железнодорожных сайтах может быть Ваша реклама.

                                   Контакты:
                                   site1a@yandex.ru
                                   8 (921) 55-0000-5
Содержание
1 Общие сведения о ж.д. транспорте
2 Общие сведения о вагонном парке ж.д.
3 Общие принципы устройства вагонов
4 Грузовые вагоны
5 Пассажирские вагоны
6 Общие сведения о локомотивах и тяге поездов
7 Общие сведения об автотормозах и безопасности движения
8 Электроснабжение ж.д.
9 Железнодорожный путь и искусственные сооружения
10 Раздельные пункты
11 Организация движения поездов
12 Общие сведения об организации технического обслуживания вагонов
13 Технология вагоностроения и ремонта вагонов
14 Общие понятия о надежности и принципы обеспечения безопасности вагонов в эксплуатации

Сопротивление движению поезда

           Силами сопротивления называются внешние силы, приложенные к поезду и направленные в сторону, противоположную движению. Некоторые из этих сил действуют постоянно и создают основное сопротивление движению. К этим силам относятся, в частности, силы трения в подшипниках, удары в рельсовых стыках, силы трения между колесами и рельсами, сопротивление воздушной среды.
           За основное принимают сопротивление, которое испытывает поезд при движении по прямому горизонтальному участку пути с равномерной скоростью при нормальных метеорологических условиях, то есть при температуре от минус 10 до плюс 20 градусов Цельсия и при скорости ветра не более 5 м/с.
           Временно действующие силы сопротивления создают дополнительное сопротивление движению поезда. Оно появляется при движении по кривому участку пути, на подъем, при метеоусловиях, отличных от нормальных и в некоторых других случаях.
           В тяговых расчетах принято, что все силы сопротивления, измеряемые в килограммах, относят к одной тонне веса поезда и называют удельными. Они измеряются в кГс/тс. Основное удельное сопротивление движению локомотива обозначается wo', а движению вагона wo".
           Основное сопротивление движению локомотивов рассматривается как сопротивление перемещению любой повозки, так как оно возникает в экипажной части. В этом случае считается, что зубчатые передачи от тяговых электродвигателей к движущим осям разъединены. Поэтому основное удельное сопротивление локомотива wQ' часто называют удельным сопротивлением локомотива как повозки.
           Так как на локомотивах всегда имеются тяговые электродвигатели, а также передаточный механизм от них к ведущим осям, то появляется дополнительное сопротивление от сил трения в механической передаче и от потерь электроэнергии в тяговых электродвигателях. Это дополнительное сопротивление называется сопротивлением локомотива, как машины. В тяговых расчетах оно не учитывается, так как сила тяги на ободе колеса FK определяется с учетом КПД локомотива.
           Сопротивление от трения в буксовых подшипниках возникает при вращении шейки оси относительно корпуса буксы. При этом происходит трение качения роликов по беговым дорожкам колец, трение между деталями подшипников и смазкой и внутреннее трение между слоями смазки. Теоретически рассчитать сопротивление движению от подшипников весьма сложно, поэтому при тяговых расчетах используются экспериментальные данные, получаемые в опытных поездках.
           Одной из составляющих основного сопротивления является сопротивление от качения колес по рельсам. Вследствие упругости бандажной и рельсовой стали, а также из-за больших давлений, передаваемых от колеса на рельс, касание колеса с рельсом происходит не в точке, а по небольшой контактной площадке, имеющей форму эллипса (рис. 6.26). На этом рисунке также показаны кривые распределения удельных давлений на опорной поверхности бандажа 1 и рельса 2.
           При движении колеса оно гонит по рельсу упругую волну. Все это вызывает относительные перемещения колеса и рельса, а также рельса, шпал и балласта, сопровождаемые трением, что создает сопротивление движению.
           Профиль поверхности катания колеса имеет конусную форму, что приводит к проскальзыванию колес по рельсам при качении и к появлению сил трения, вызывающих сопротивление движению. Силы трения между колесом и рельсом возникают также и при поперечном перемещении колесных пар в рельсовой колее, что происходит постоянно из-за виляния колесной пары.
           Наличие на пути стыков между рельсами также вызывает появление сопротивления движению. При качении колеса по рельсу вблизи стыка, конец рельса, на котором находится колесо, прогибается. Колесо набегает на свободный конец соседнего рельса и ударяет о него, что увеличивает сопротивление.
           На бесстыковом пути сопротивление движению подвижного состава уменьшается в пределах от 4 до 16 % в зависимости от скорости движения и осевой нагрузки. Это дает возможность либо увеличить скорость движения на 2—3 %, либо получить экономию топлива или электроэнергии на 3—4 %.
           На движущийся поезд оказывает также воздействие окружающая воздушная среда. Она вызывает постоянно действующее аэродинамическое сопротивление движению. Лобовая поверхность локомотива подвергается давлению воздуха, а у боковых поверхностей поезда в целом и у тыловой части последнего вагона возникает разрежение и происходит завихрение воздуха. Кроме того, существует трение между воздухом и поверхностями поезда. Все эти факторы и создают аэродинамическое сопротивление. Многочисленные испытания макетов локомотивов и вагонов в аэродинамических трубах показали, что величина аэродинамического сопротивления пропорциональна квадрату скорости поезда и в значительной степени зависит от степени обтекаемости локомотивов и вагонов. Идеально обтекаемой формой считается форма падающей капли. Именно поэтому такая форма придается скоростным поездам (рис. 6.27).
           Расчетные формулы и графические зависимости для определения основного удельного сопротивления в зависимости от типа и конструктивных особенностей подвижного состава приводятся в Правилах тяговых расчетов (ПТР). Например, для грузовых четырехосных вагонов с осевой нагрузкой qn при скорости движения v основное удельное сопротивление равно:
           На участках пути, имеющих подъем, возникает дополнительное сопротивление движению. Оно вызывается работой составляющей силы тяжести, направленной против движения параллельно линии подъема. На спуске эта составляющая сопротивления не создает, а является ускоряющей силой. Величина дополнительного удельного сопротивления от подъема численно равна величине подъема, выраженной в тысячных. Например, при движении поезда на подъем с крутизной 8‰ удельное сопротивление от подъема будет wi — 8 кГс/тс. На уклоне wi принимается со знаком минус.
           При движении в кривых участках пути появляется дополнительное сопротивление wr, вызываемое трением в ходовых частях подвижного состава, а также трением бандажа и гребня колеса о рельс. Это сопротивление определяется по эмпирической формуле
           где R — радиус кривой в м.
           После стоянки поезда слой смазки в подшипниках уменьшается, а вязкость смазки увеличивается из-за ее остывания. Это приводит к появлению дополнительного сопротивления при трогании с места.
           При тяговых расчетах для пассажирских поездов необходимо учитывать дополнительное сопротивление движению, создаваемое подвагонными генераторами, мощность которых на вагонах без кондиционирования воздуха составляет 8—10 кВт, а на вагонах с кондиционированием 28—32 кВт.
           На скоростном подвижном составе одним из элементов тормозной системы являются дисковые тормоза. Тормозные диски (рис. 6.28) имеют вентиляционные каналы, расположенные между лопатками.
           Таким образом, тормозной диск является своеобразным вентилятором. При скоростях движения 240— 250 км/ч через тормозной диск может прокачиваться 3000—4000 м3 воздуха в час. На это затрачивается определенная мощность. Поэтому при тяговых расчетах скоростных поездов необходимо учитывать дополнительное сопротивление движению от тормозных дисков. Полное сопротивление движению поезда на подъеме в кривом участке пути в общем случае складывается из сопротивления локомотива и сопротивления вагонов:
           Полное удельное сопротивление поезда будет равно:
           Расчет массы локомотива и вагонов производится в тс, а сопротивления в кГс.

           Вас также может заинтересовать:
           6.1 Виды тяги и типы локомотивов
           6.2 Классификация локомотивов
           6.3 Компоновочная схема тепловоза
           6.4 Компоновочная схема электровоза
           6.5 Локомотивное хозяйство
           6.6 Сила тяги локомотивов
           6.7 Тяговая характеристика локомотива
           6.9 Тормозные силы поезда
           6.10 Расчет массы поезда
Rambler's Top100 Анализ веб сайтов